Musytari sebagian besar terdiri dari jisim berupa gas dan cecair. Planet ini merupakan planet terbesar di antara empat gergasi gas dan terbesar di Sistem Suria dengan diameter sebesar 142,984 km (88,846 mi) di khatulistiwanya. Kepadatan Musytari iaitu 1.326 g/cm3, merupakan yang terbesar kedua di antara planet gergasi ini, namun lebih rendah dari empat planet kebumian lainnya.

Komposisi

Atmosfera atas Musytari terdiri dari 88–92% hidrogen dan 8–12% helium berdasarkan peratus volume atau fraksi molekul. Karena jisim atom helium empat kali lebih besar dari jisim atom hidrogen, komposisi berubah bila dideskripsikan berdasarkan proporsi jisim. Maka, atmosfera Musytari terdiri dari 75% hidrogen dan 24% helium berdasarkan jisim, dengan satu peratus sisanya merupakan jisim unsur-unsur lainnya. Bagian dalam Musytari mengandung materi yang lebih padat sehingga persebarannya berdasarkan jisim kurang lebih 1% hidrogen, 24% helium, dan 5% unsur lain. Atmosfera Musytari mengandung metana, wap air, amonia, dan sebatian berasaskan silikon. Terdapat pula karbon, etana, hidrogen sulfida, neon, oksigen, fosfin, dan sulfur. Lapisan atmosfera terluar mengandung kristal amonia beku.[5][6] Melalui pengukuran inframerah dan ultraungu, keberadaan benzena dan hidrokarbon lain juga ditemukan.[7]

Proporsi hidrogen dan helium di atmosfera hampir sama dengan komposisi nebula matahari primordial secara teoretis. Kandungan neon di atmosfera atas hanya 20 bahagian per juta, kurang lebih sepersepuluh dari Matahari.[8] Kandungan helium juga terkuras hingga hanya 80% dari komposisi helium Matahari. Hal ini mungkin disebabkan oleh presipitasi unsur tersebut di bahagian dalam planet.[9] Keberlimpahan gas lembam berat di atmosfera Musytari kurang lebih dua hingga tiga kali kandungan di Matahari.

Spektroskopi menunjukkan bahwa komposisi Zuhal mirip dengan Musytari, namun gergasi-gergasi gas lain seperti Uranus dan Neptun, relatifnya mempunyai kandungan hidrogen dan helium yang lebih sedikit.[10]

Jisim

Jisim Musytari 2.5 kali lebih besar dari jisim seluruh planet lain di Sistem Suria—planet ini begitu besar sehingga barisenter Musytari dengan Matahari berada di luar permukaan Matahari pada jarak 1/068 radius matahari dari pusat Matahari. Walaupun diameter Musytari sepuluh kali lebih besar dari Bumi, kepadatannya lebih rendah. Volume Musytari kurang lebih 1.321 kali Bumi, tetapi massanya hanya 318 kali Bumi.[11][12] Jari-jari planet ini tercatat sebesar 1/10 radius matahari,[13] dan massanya 0,001 kali jisim matahari, sehingga kepadatan dua objek tersebut serupa.[14] "Jisim Musytari" (MJ or MJup) seringkali digunakan sebagai unit untuk menggambarkan jisim objek lain, terutamanya planet luar suria dan katai coklat. Misalnya, planet luar suria HD 209458 b memiliki jisim sebesar 0,69 MJ, sementara jisim Kappa Andromedae b tercatat sebesar 12,8 MJ.[15]

Berdasarkan permodelan teoretis, jika Musytari memiliki jisim yang lebih rendah, planet ini akan menciut.[16] Bila jisim sedikit berubah, jari-jari tidak akan banyak berubah, dan bila jisim lebih besar dari 500 M⊕ (1,6 jisim Musytari)[16] bahagian dalam Musytari akan terkompresi akibat peningkatan gaya gravitasi sehingga volume planet akan berkurang walaupun jumlah materi bertambah. Akibatnya, Musytari diduga memiliki diameter terbesar yang dapat dicapai oleh planet dengan komposisi dan sejarah evolusioner semacam itu. Proses penciutan yang diiringi dengan peningkatan jisim akan berlanjut hingga berlangsung ignisi bintang seperti yang terjadi pada katai coklat dengan jisim sekitar 50 jisim Musytari.[17]

Walaupun jisim Musytari harus 75 kali lebih besar untuk memfusikan hidrogen dan menjadi bintang, jari-jari bintang katai merah terkecil hanya 30 peratus lebih besar daripada Musytari.[18][19] Walaupun begitu, Musytari menghasilkan lebih banyak panas daripada yang diterima dari Matahari; panas yang dihasilkan dalam suatu planet biasanya tidak berbeda dari jumlah sinaran matahari yang diterima.[20] Panas tambahan ini dihasilkan oleh mekanisme Kelvin–Helmholtz melalui kontraksi adiabatik. Proses ini membuat Musytari mengecil dengan laju 2 cm per tahun.[21] Saat pertama kali terbentuk, Musytari jauh lebih panas dan diameternya dua kali lebih besar dari diameter saat ini.[22]

Struktur dalam

Musytari diduga terdiri dari inti yang padat, lapisan hidrogen metalik dengan sedikit helium, dan lapisan luar yang sebagian besar terdiri dari hidrogen molekular.[21] Hal lain di luar garis besar ini masih dianggap belum pasti. Inti Musytari biasanya dikatakan berbatu, namun komposisi detailnya masih belum diketahui, dan begitu pula properti material-material pada suhu dan tekanan di kedalaman semacam itu (lihat di bawah). Pada tahun 1997, keberadaan inti pada planet Musytari telah ditunjukkan melalui pengukuran gravitasi,[21] yang diperkirakan memiliki jisim 12 hingga 45 kali lebih besar dari Bumi atau kurang lebih 3%–15% jumlah jisim Musytari.[20][23] Keberadaan inti dalam sejarah Musytari ditunjukkan oleh model pembentukan planet yang melibatkan pembentukan inti berbatu atau ber-ais yang cukup besar untuk mengumpulkan hidrogen dari helium dari nebula protomatahari. Jika inti dianggap tidak ada, Musytari akan mengecil karena aliran konveksi hidrogen metalik cair yang panas bercampur dengan inti cair dan membawa isinya ke atas bahagian dalam planet. Mungkin saat ini tidak terdapat inti di Musytari karena pengukuran gravitasional saat ini masih belum dapat membuktikan secara pasti bahwa hal tersebut tidak benar.[21][24]

Ketidakpastian permodelan bahagian dalam Musytari disebabkan oleh batas kesalahan dalam parameter yang diukur, yaitu salah satu koefisien rotasi (J6) yang digunakan untuk mendeskripsikan momen gravitasi planet, jari-jari khatulistiwa Musytari, dan suhunya pada tekanan 1 bar. Wahana Juno, yang diluncurkan pada Agustus 2011, diperkirakan dapat memperbaiki parameter tersebut dan membantu menyelesaikan misteri inti Musytari.[25]

Wilayah inti dikelilingi oleh hidrogen metalik padat yang membentang hingga 78% jari-jari planet.[20] Helium dan neon berpresipitasi di lapisan ini, sehingga mengurangi keberlimpahan unsur-unsur tersebut di atmosfera atas.[9][26]

Di atas lapisan hidrogen metalik terdapat atmosfera dalam yang transparan dan terdiri dari hidrogen. Pada kedalaman ini, suhu berada di atas suhu kritis, yaitu sebesar 33 K untuk hidrogen.[27] Dalam keadaan ini, hidrogen berada pada fase cair superkritis. Untuk mempermudah pengkategorian, hidrogen di lapisan atas yang membentang dari lapisan awan hingga kedalaman sekitar 1.000 km ada dalam bentuk gas,[20] sementara hidrogen di lapisan dalam ada dalam bentuk cair. Namun, secara fisik tidak terdapat batas yang jelas—dari atas ke bawah gas secara perlahan menjadi lebih panas dan padat.[28][29]

Semakin dekat ke inti, semakin tinggi suhu dan tekanan. Di wilayah transisi fase, yaitu tempat hidrogen menjadi metalik karena suhunya melebihi suhu kritis, suhunya diperkirakan sebesar 10.000 K dan tekanannya sebesar 200 GPa. Suhu di batas inti diperkirakan sebesar 36.000 K dan tekanannya kurang lebih 3.000–4.500 GPa.[20]